2024年硕士高等混凝土试题及答案.doc

考试科目：高等混凝土结构、混凝土结构理论与应用
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1.简述混凝土受压应力-应变全曲线的测试措施、特性，并给出其常见的本构模型（3种）。要求绘制有关曲线、标注特性点、论述规律，并评价各本构模型的特点和合用范围。
答：(18-21)试验措施分为两类：
①应用电液伺服阀控制的刚性试验机直接进行试件等应变速度加载；
②在一般液压试验机上附加刚性元件，使装置的总体刚度超出试件下降段的最大线刚度，就可预防混凝土的急速破坏。
本构模型：
①Hognestad本构模型(见图1-14)
体现式：
特点：能很好的反应混凝土受压时的基本特性，其曲线方程形式被多国混凝土设计 规范所采取；
②Kent-Park本构模型(见图1-14)
体现式：
(其中K为考虑箍筋约束所引起的混凝土强度增强系数，为应变软化阶段 斜率)
特点：能够很好的描述箍筋对核心混凝土的约束作用；
③Rusch本构模型(见图1-14)
体现式：
特点：由抛物线上升段和水平段组成，比较接近于理想弹塑性模型。
2.简述混凝土重复加载下的重要现象和规律，包括：包络线，裂缝和破坏过程，卸载曲线，再加载曲线，共同点轨迹线，稳定点轨迹线。并绘制、标注有关曲线、特性点。
答：P37-39

（1）包络线
沿着重复荷载下混凝土应力—应变曲线的外轮廓描绘所得的光滑曲线称为包络线(图中以EV表示)。各种重复荷载(B~F)下的包络线都与单调加载的全曲线(A)十分接近。
.（2）裂缝和破坏过程
在超出峰值应力后、总应变达（1.5~3.0）×10-3时出现第一条可见裂缝。裂缝细而短，平行于压应力方向。继续加卸载，相继出现多条纵向短裂缝。若荷载重复加卸数次，则总应变值并不增大，裂缝无明显发展。当试什的总应变达（3.0~5）×10-3时，相邻裂缝延伸并连接，形成贯通的斜向裂缝。
（3）卸载曲线

图卸载和再加载曲线一般形状
从混凝土的受压应力—应变全曲线或包络线上的任一点卸裁至应力为零，得完全卸载曲线。每次卸载刚开始时，试件应力下降降很快，顺应变恢复极少。伴随应力值的减小，变形的恢复才逐渐加快。当应力降至卸载时应力的约20％—30％如下，变形恢复最快。这是恢复变形滞后现象，重要原因是试件中存在的纵向裂缝在高压应力下不也许恢复。故卸载时应变越大，裂缝开展越充足，恢复变形滞后现象超严重。
（4）再加载曲线
从应力为零的任一应变值(QUOTE开始再加载，直至与包络续相切或重叠(QUOTE，为再加载曲线(图2—2)。再加载曲线有两种不一样的形状：当再加载起点的应变很小(QUOTE/QUOTE)时，其上端应变QUOTE/QUOTE，即与包络线的上升段相切，曲线上无拐点，斜率单调减小，至切点处斜率仍不小于零；若再加载起点的应变较大，其上端应变QUOTE/QUOTE，即与包络续的下降段相切。
（5）横向应变

在重复荷载(B)(图左)作用下，试件横向应变QUOTE的变化如图右开始加载阶段．试件的横向应变很小。当应力接近混凝土的棱柱体强度时，横向应变才加快增加。卸载时，纵向应变能恢复一部分，而横向应变几乎没有恢复，保持常值。再加载时，纵向应变即时增大，而横向应变仍保持常值。只有当曲线超出共同点(CM，共同点轨迹线)后，纵向应变加速增加时，横向应变才开始增大。这些现象显然也是纵向裂缝的发展和滞后恢复所致。
（6）共同点轨迹线

在重复荷载试验中，从包络线—卜任一点卸载后再加载，其交点称共同点。将数次加卸载所得的共同点，用光滑曲线依次相连，即为共同点轨迹线。图中CM表示
分析各种重复荷载下的共同点轨迹线，显然与对应的包络线或单调加载全曲线的形状相同，经计算对比给出前者与后二者的相同比值为Kc=0.86~0.93平均为0.89
（7）稳定点轨迹线
重复荷载试验(E，F)中，在预定应变值下通过数次加卸载．混凝土的应力(承载力)不再下降，残存应变不再加大，卸载—再加载曲线成为一稳定的闭合环，环的上端称稳定点。将各次循环所得的稳定点连以光滑曲线，即为稳定点轨迹线，图中以ST表示。这也就是混凝土低周疲劳的极限包线。

3.分别绘制高强混凝土、轻质混凝土、纤维混凝土的受压应力-应变曲线，并与一般混凝土的进行对比分析，重点比较力学性能的异同。
答：曲线见课本。
(1)高强混凝土：其力学重要特性是伴随强度的提升，混凝土的脆性增加，体现为：内部裂缝在高应力下出现和发展，破坏过程急促，应力应变曲线峰部尖锐，吸能能力差，极限应变小抗拉强度增加幅度小。其基本性质和一般混凝土一致，其与一般混凝土使用同类原材料，材性本质相同，力学性能指标相互衔接；
轻质混凝土：力学性能总体上与一般混凝土相同，不过质更脆，性能指标有差异。轻骨料混凝土与一般混凝土的基本区分在于粗骨料，